《Molecular Psychiatry》:17β-estradiol status alters NMDAR function and antipsychotic-like activity in female rats
编辑推荐:
为探究 17β- 雌二醇(E2)与精神分裂症的关系及机制,研究人员以卵巢切除(Ovx)大鼠为模型,开展 E2 对 N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体(NMDAR)功能影响的研究。结果表明 E2 剥夺会改变 NMDAR 功能,且 mGlu2 / 3 正构调节剂(PAM)在 E2 缺乏条件下或成新疗法,为抗精神病药物研发提供新思路。
在精神世界的研究长河中,精神分裂症始终是一座难以攻克的险峻山峰。这一复杂的精神疾病,如同变幻莫测的 “情绪风暴”,症状多样且因人而异,给无数患者和家庭带来沉重打击。而女性患者在疾病的 “漩涡” 中,又面临着独特的困境。在生殖年龄段,女性体内
17β- 雌二醇(E2) 水平较低,尤其是更年期时,E2 大幅下降,这不仅让精神分裂症的症状如认知功能障碍更加严重,还使得抗精神病药物的治疗效果大打折扣。可究竟是什么原因导致了这样的现象呢?这个谜团吸引着众多科研人员不断探索。
为了解开这一谜团,来自美国维克森林大学医学院(Wake Forest University School of Medicine)、圣福德 - 伯纳姆 - 普雷比斯医学发现研究所(Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute)和亚利桑那州立大学(Arizona State University)的研究人员踏上了研究征程。他们的研究成果发表在《Molecular Psychiatry》杂志上,为我们带来了新的曙光。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是动物实验模型,选用三个月大的雌性 Sprague–Dawley 大鼠,通过卵巢切除术(Ovx)建立模拟更年期 E2 缺乏的模型,并设置不同处理组进行对比研究。其次,运用定量脑电图(qEEG)技术,精确测量大脑皮质活动,以评估 NMDAR 功能变化。此外,采用蛋白质免疫印迹(Western blotting)方法,检测 NMDAR 亚基蛋白的表达水平。
研究结果如下:
Ovx 对认知任务的影响 :通过 5 - 选择连续反应时间任务(5CSRTT)和配对联想学习(PAL)任务评估认知功能。在 5CSRTT 任务中,Ovx 大鼠对 MK - 801(一种 NMDAR 拮抗剂)诱导的注意力损伤更为敏感,表现为整体准确率下降,且在多个刺激持续时间和剂量下都出现明显的准确性降低;而在 PAL 任务中,Ovx 大鼠对 MK - 801 诱导的工作记忆损伤并不比其他组更敏感。这表明 E2 剥夺对不同认知任务的影响存在差异,在注意力相关任务中影响更为显著。
MK - 801 对 gamma 功率的影响 :qEEG 研究发现,Ovx 大鼠对 MK - 801 诱导的 gamma 功率变化更为敏感。在给予 0.18mg/kg 的 MK - 801 后,Ovx 大鼠在 gamma 功率变化上呈现出与其他组不同的模式,在高剂量时反应迟钝,表现为初始无明显升高,随后逐渐增加。这说明 E2 剥夺会改变大脑对 NMDAR 拮抗剂的反应,影响大脑皮质的 E/I 平衡(E 代表兴奋性,I 代表抑制性)。
NMDAR 亚基表达变化 :研究人员通过 Western blotting 检测发现,Ovx 大鼠前额叶皮质(PFC)中突触 GluN2A 和 GluN2B 的表达显著降低,而 GluN1 的表达没有明显变化。同时,Ovx 大鼠对 GluN2A 选择性拮抗剂 PEAQX 诱导的 gamma 功率升高更为敏感。这揭示了 E2 剥夺导致 NMDAR 表达和功能改变,且这种改变部分是由 GluN2A 表达变化引起的。
药物治疗效果差异 :对比奥氮平(OLZ)和代谢型谷氨酸受体 2/3(mGlu2 / 3 )阳性变构调节剂(PAM)SBI - 0646535 的治疗效果,发现 OLZ 在 Ovx 大鼠中减轻 MK - 801 诱导的 gamma 功率升高的效果较差,需要更高剂量才能产生与其他组相似的效果;而 SBI - 0646535 在所有组中都能有效降低 MK - 801 诱导的 gamma 功率,且无镇静作用。这表明 mGlu2 / 3 PAMs 在 E2 缺乏的患者群体中可能是一种更有效的治疗途径。
综合研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。它明确了 E2 剥夺与 NMDAR 功能之间的关系,发现这种关系部分依赖于 GluN2A。这不仅加深了我们对精神分裂症病理机制的理解,还为开发更有效的抗精神病药物提供了新的靶点和方向。尤其在精准医学时代,考虑激素状态等个体差异对于优化治疗方案、提高患者生活质量至关重要。不过,研究也存在一些局限性,如未深入探究孕酮的作用,未来还需进一步研究以完善对精神分裂症的认识和治疗策略。
打赏
下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究
10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析!
欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书
单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析
下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》